【摘要】： 由于單自由度的連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)簡(jiǎn)單,已無(wú)法滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要,而多桿多自由度機(jī)構(gòu)由于能完成較復(fù)雜的軌跡曲線,因此已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)構(gòu)綜合的主要研究方向。五連桿機(jī)構(gòu)是多自由度機(jī)構(gòu)中最基本的一種機(jī)構(gòu),從這種最為基本的形式出發(fā),可以拓展出很多其它的形式各異的多自由度機(jī)構(gòu),因此對(duì)五連桿機(jī)構(gòu)的研究具有普遍意義,不僅可以豐富關(guān)于連桿機(jī)構(gòu)的理論,對(duì)其它的多自由度機(jī)構(gòu)的理論分析也有一定的參考作用。 本文通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析,推導(dǎo)出了五連桿機(jī)構(gòu)的雙曲柄存在的必要條件,為五連桿的軌跡優(yōu)化綜合提出了更為合理的約束條件。同時(shí),利用矢量環(huán)法建立了五連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)方程,采用坐標(biāo)變換與矩陣運(yùn)算相結(jié)合的方法作為運(yùn)動(dòng)分析的數(shù)學(xué)工具,推導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)的位移方程,以及原動(dòng)件和從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣。從這些基本矩陣出發(fā),可以很方便的分析出機(jī)構(gòu)的位置,速度以及加速度。 在本文中,還分析了雙自由度五連桿機(jī)構(gòu)的軌跡域問(wèn)題,詳細(xì)介紹了軌跡域的圖解法,同時(shí)就其死點(diǎn)問(wèn)題,求出了其死點(diǎn)軌跡曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式。進(jìn)而通過(guò)仿真,分析了平面五連桿機(jī)構(gòu)軌跡隨著桿長(zhǎng)、兩原動(dòng)件的轉(zhuǎn)速比、初始角這三個(gè)參數(shù)變化的規(guī)律,這些研究對(duì)五連桿的軌跡綜合很有幫助。 對(duì)于五連桿軌跡的優(yōu)化問(wèn)題,在本文中,提出了一種新的設(shè)計(jì)方法,即通過(guò)已知軌跡點(diǎn)規(guī)劃軌跡曲線。由此可以簡(jiǎn)化優(yōu)化過(guò)程,這將使五連桿軌跡的優(yōu)化綜合過(guò)程更簡(jiǎn)單,效率更高。在本文最后,通過(guò)VB語(yǔ)言進(jìn)行編程,建立了五連桿的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了相關(guān)理論和計(jì)算公式的正確性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH112
【圖文】：

2 五桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析五桿機(jī)構(gòu)是多自由度機(jī)構(gòu)中最基本的機(jī)構(gòu)，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究具有十分普遍的意義。如圖 2.1 所示為平面兩自由度五桿機(jī)構(gòu)的幾種主要的結(jié)構(gòu)型式【14】，其中兩連架桿為輸入構(gòu)件，當(dāng)固定不同的構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)又可以演化為不同的機(jī)構(gòu)。在此，僅就最基本的平面鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)圖 2.1-a 進(jìn)行分析

圖 2.2 四連桿機(jī)構(gòu)示意圖構(gòu)具有兩個(gè)自由度，同時(shí)給定機(jī)構(gòu)兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)既有了實(shí)現(xiàn)任意形狀的軌跡的可能。自身的柔性，獲得性能良好的運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)，首先如圖 2.3 所示，此種機(jī)構(gòu)當(dāng)兩原動(dòng)件做等速運(yùn)動(dòng)在能在一段弧上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，即只能在一個(gè)自由 D1點(diǎn)，工作點(diǎn) C 到達(dá) C1處，而軌跡要求的目標(biāo)曲柄 4 進(jìn)行一定的調(diào)整，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，使曲柄可滿足軌跡要求。

圖 2.2 四連桿機(jī)構(gòu)示意圖構(gòu)具有兩個(gè)自由度，同時(shí)給定機(jī)構(gòu)兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 既有了實(shí)現(xiàn)任意形狀的軌跡的可能。自身的柔性，獲得性能良好的運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)，首先研究如圖 2.3 所示，此種機(jī)構(gòu)當(dāng)兩原動(dòng)件做等速運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)能在一段弧上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，即只能在一個(gè)自由度上進(jìn) D1點(diǎn)，工作點(diǎn) C 到達(dá) C1處，而軌跡要求的目標(biāo)點(diǎn)是 曲柄 4 進(jìn)行一定的調(diào)整，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，使曲柄 4 轉(zhuǎn)到即可滿足軌跡要求。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 彭于華;六連桿壓力機(jī)的分析與混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D];南京航空航天大學(xué);2010年

2 張兵;一種新的機(jī)電一體化機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)平衡方法[D];東華大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2784414